水变成冰体积为什么会变大?

题目

水变成冰体积为什么会变大?
从分子角度来说一定体积的水,变成冰以后,分子间的间距变小了,而分子的形状、大小没变.这与水变成冰体积变大相矛盾.请问这如何解释?

答案

一般的物质,固体即晶体,微粒间有规则排列,微粒间距最小,液体,微粒在一定的范围内可以流动,微粒间距增大,气体,微粒可以任意运动,微粒间距最大.
所以,一般,从气体到液体,到固体,物质的体积在减小,密度在增大.
但是,水却是反常,从液体到固体冰,体积增大,所以密度减小,所以冰可以浮在水面上.
这是因为水分子之间存在一种特殊的作用力,叫氢键,如果你上到高二,就可以很清楚了.氢键具有一定的方向,所以结冰时,水分子必须以特定的方式排列,而导致分子间距反而比液态时的无规则来的大,而导致冰的体积膨胀了.